厦门大学焦念志院士、中国科学院华南植物园任海等The Innovation：海岸带蓝碳——自然解决方案助力中国实现碳中和

为了达到《巴黎协定》的目标，2020年中国政府承诺在2060年之前实现碳中和。除了大规模的减排脱碳，还需通过自然生态系统增加碳汇，以实现二氧化碳净零排放的总目标。海岸带蓝碳生态系统（Blue Carbon Ecosystems, BCEs），包括红树林、盐沼和海草床等，具有高效的二氧化碳吸存能力，因此保护和恢复这些生态系统成为重要的“基于自然的解决方案（Nature-based Solution, NbS）”。

本文主要探讨了中国的海岸带蓝碳生态系统如何为减缓气候变化做出贡献。从全国范围来看，中国的海岸带蓝碳生态系统总面积144万公顷，其碳储量高达118 Tg。这其中包括红树林2.6万公顷、盐沼湿地12.7-34.3万公顷，海草床1.4-2.6万公顷（图2）。此外中国海岸带生态系统还包括了大量的无植被滨海滩涂湿地，其面积高达25-110万公顷。

图2 中国典型的盐沼与滩涂湿地植被分布情况及其蓝碳碳汇途径示意图

中国的红树林总碳储量约6.9 Tg，海草床生态系统总碳储量约1.4 Tg，远低于盐沼湿地的总碳储量25 Tg。此外，我国未被植被覆盖的滨海滩涂面积广大，总碳储量高达27-85 Tg（图3）。

图3 中国红树林(A)、盐沼(B)、海草床(C)和滨海滩涂(D)湿地的碳储量分布图。Tg=10 ³ Gg=10 ⁶ Mg=10 ⁹ kg = 10 ¹² g

除了碳储量，这些海岸带蓝碳生态系统的碳埋藏能力也是我们关注的重点。中国红树林每年的总碳埋藏量约为0.05 Tg/yr，海草床的总碳埋藏量为0.01-0.02 Tg/yr，盐沼湿地的碳埋藏量为0.50 Tg/yr；我国无植被覆盖的滨海滩涂的总碳埋藏量在0.28至1.5 Tg/yr之间（图4）。

海岸带蓝碳系统通常具有非常低的甲烷排放量，但在某些特殊情境下，如低盐度下，也能排放一定量的甲烷。中国红树林的总甲烷排放量为0.01 Tg/yr，但还需要进一步计算中国其他海岸带生态系统（尤其是盐沼和滨海滩涂）中的甲烷排放量。除此之外，海岸带蓝碳系统还通过横向潮流和地下水向相邻沿海水域输出了大量的碳。结合面积和碳埋藏数据，本文估算了中国红树林和盐沼的横向碳通量分别为0.2 Tg/yr和0.9 Tg/yr（图4）。

图4 中国海岸带蓝碳生态系统的垂直与水平尺度的年碳汇通量。单位：Gg C yr ^-1

除了碳汇功能，这些海岸带蓝碳生态系统还具有重要的生态功能，对社会提供许多益处，如提供栖息地、调节和稳定气候、净化水质、保护水源、防洪、岸线稳定、具有丰富生物多样性和高生产力等服务功能。 这些生态系统服务的价值约为每公顷每年22万人民币。

当前，人类活动导致了大量海岸带蓝碳生态系统的丧失。在20世纪，全球海岸带湿地由于人类活动而减少了25-50%。自1950年代以来，中国的红树林总面积减少了一半。2021年，我国计划在未来十年将红树林恢复到48,650公顷。这些恢复的红树林将每年进一步吸收0.1 Tg的碳。自1950年以来，中国的盐沼湿地大量损失，但是目前在国家层面还没有相关的恢复措施和计划。同时，我国每年有超过23,000公顷的滩涂湿地被开垦用于水产养殖、农业、盐田和城市扩建，而海草床每年损失也有几百到上千公顷。总之，过去70年来中国海岸带蓝碳生态系统总面积的大幅减少导致了其蓝碳功能的明显下降，保护我国现存的海岸带蓝碳系统可以避免每年0.47-1.79 Tg C的排放，这也是实现碳中和最具成本效益的 “基于自然的解决方案” 。

然而大部分的海岸带湿地的生态恢复都是以提高湿地面积为目标，忽视了生态质量和生态功能的恢复。相对于红树林，中国有更大面积的盐沼和滩涂湿地，如何保护和恢复这些海岸带湿地对于海岸带生态系统功能的提升至关重要。此外，我国海岸带滩涂目前正面临互花米草入侵的威胁。尽管互花米草入侵后的泥滩滩涂的碳汇功能增加，提升了其蓝碳储量，但是入侵导致了其他生态系统功能的改变，如底栖生物多样性和鸟类多样性的变化。因此，需要进一步评估互花米草入侵后的综合生态效应。

除了保护和恢复之外，能够增强这些海岸带蓝碳系统的碳汇功能并减少碳排放的管理实践和技术也有助于碳中和目标的实现。然而，大多数的研究都集中在陆地生态系统，很少有关滨海湿地增汇减排技术的研究。本文综合了几种有潜力提高滨海湿地蓝碳功能的管理措施和技术，包括施肥措施、生物炭施加、铁添加等。但是，其中一些技术措施也会对环境造成负面影响，因此这些管理措施和技术需要在增强蓝碳碳汇和保护自然生态系统之间取得平衡。

中国海岸带蓝碳系统（BCEs）以盐沼为主导，红树林和海草床面积较小，而无植被的滨海滩涂面积广大。通过保护和恢复这些海岸带蓝碳系统以及通过管理措施和技术提高它们的碳储存潜力，可以成为应对气候变化的一种基于自然的解决方案。尽管存在一些障碍需要克服，但保护和恢复中国海岸带蓝碳系统将是我国在2060年实现碳中和目标的一种经济有效的途径。本文提出了未来的研究方向，以提高对海岸带蓝碳生态系统的面积范围、碳储量、碳汇功能和固碳潜力的估计。积极采用基于自然的解决方案对抗气候变化，为可持续未来奠定基础。